柴油機在運行中發生機械故障輕則造成基件損傷，重則導致機械事故的發生。柴油機發生故障前其轉速、聲音、排氣、水溫、機油壓力等方面均會浮現出某種異常跡象，即故障預兆特征。所以操作人員應憑據預兆的特征迅速作出準確判斷，判斷接納措施避免事故的發生。
1、“飛車” 故障
預兆特征：轉速突然升高，而且越來越快，不受油門控制，聲音異常、刺耳，排氣管冒出大量藍煙或黑煙。
處置措施：主要是通過斷油或斷氣達到熄火目的。
可以采取的緊急措施有：
一是關油門遏制供油，并踏下制動器；
二是梗塞進氣管，切斷空氣的進入；
三是迅速松開高壓油管停止供油；
四是車用柴油機行走中可用高級重負荷（制動），使發動機因扭氣不足而熄火。
2、粘缸故障
預兆特征：轉速下降、運轉無力，聲音煩悶，水溫超高，配有水溫表的其指示跨越100℃。
處置措施：怠速運轉一段時間或熄火搖轉曲軸輔助冷卻，使水溫降至40℃左右，再緩慢加進冷卻水。注意不要立即加冷卻水，否則會致使機件因局部溫度突然下降過快而變形或發生裂紋。
3、搗缸故障
預兆特征：曲軸箱部位有“嗒嗒”聲，像小錘子輕敲硬地板的聲音，即俗稱的“敲缸聲”，機油壓力下降，急加速時更明顯。
處置措施：立即停機檢修，更換新件。
4、燒瓦故障
預兆特征：聲音發悶，好象負荷突然加重轉速下降，機油壓力下降，排氣冒黑煙。
處置措施：立即停機，拆蓋檢查連桿、軸瓦，查明緣由，維修更換。
5、斷軸故障
預兆特征：曲軸箱內發生煩悶的敲擊聲，加大油門則敲擊聲變大，怠速運行時機件發抖嚴重，排氣冒黑煙。此時拆蓋檢查，用手推動飛輪，如軸向間隙較大，且推動不艱苦，表明曲軸已折斷。
處置措施：發現預兆立即停機檢查，發現裂紋應及時更換曲軸。
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